2019年10月22日,经过数天的修整和吊装工作,中国目前最大的运载火箭长征五号在天津港启航,由远望21、22号组成的运输船队护送前往海南文昌清澜港码头,并于10月27日到达,而这标志着长征五号遥三火箭发射进入倒计时。
△长征五号到达海南文昌清澜港码头△
长征五号的运输从天津到海南,距离超过了3000公里,而且不是通过我们熟悉的火车、货车运输,是在茫茫大海上通过运输船运输,这是为什么呢?
运输火箭有很多种方法,汽车、火车、飞机、轮船都可以
事实上不仅仅是中国,几乎全世界所有拥有运载火箭技术的国家都有火箭生产地和火箭发射场分离的情况。比如说美国著名的猎鹰火箭就是在西海岸的加利福尼亚,而发射场则是在东海岸的佛罗里达,所以想要把猎鹰火箭运送到发射场,几乎需要横穿整个美国。
△猎鹰火箭需要横跨美国才能送到发射场△
而为了把火箭从生产地运送到发射场,会使用各种各样不同的方法。
最常见的就是公路运输和铁路运输,通过把火箭放在改装的重型卡车或者火车上,就可以一路拉着火箭到发射场了,这种方法相对来说十分方便。
△公路运输火箭△
△铁路运输火箭△
除了公路和铁路运输之外,也可以通过飞机运输部分火箭零件,比如说下图就是经过NASA特殊改装的“大肚鱼”特种运输飞机,这种飞机的货舱直径高达7.77米,可以运送重大22吨的火箭零件,航程1600公里。
△根据波音377客机改装的“大肚鱼”运输机△
△“大肚鱼”正在装载土星四号火箭的一部分△
而除了固定翼飞机之外,直升机也会被用来短途运输火箭零件,比如说下图就是空军的CH-47A直升机在运送火箭的一部分。显然,飞机运输速度更快,但是运输距离短、运输成本高、危险系数比较大,也没有办法运送太过沉重的火箭部件,所以使用的很少。
△CH-47A直升机运输火箭零件△
更大尺寸的火箭只有通过海运运输
公路、铁路都有过桥洞、过隧道的问题,比如说铁路隧道的标准就是单线隧道高度约为 6.6~7.0米,双线隧道高度约为7.2~8.0米,而且这些高度都是地面到圆形隧道顶端的距离,所以考虑到路基、车辆底盘、隧道顶部设施等等,运送直径5米和5米以上的火箭几乎是不可能的。
△隧道的直径会有很多限制△
而飞机运输更加不用说了,不仅火箭长度没办法做到很大,载重上也严重不足。
以上这些交通工具的缺点都严重限制了火箭的尺寸。比如说,中国早期火箭的直径都被限制在3.35米,就是为了应对火车、公路运输的问题。
这个时候,我们今天的主角:海上运输,就因此孕育而生。
由于轮船想造多大就做多大,载重也完全没有问题,所以海运这种运输方式在“大火箭”的时代势在必行。而我国能够从早期火箭直径限制在3.35米到现在长征五号直径5米,就是因为运输方式发生了改变。
所以,长征五号被称为“胖五”,不是因为它能吃,而是因为现在的火箭运输方式让胖胖的火箭也能够运输到发射场。
△长五比别的火箭胖上一圈△
我国在2016年5月16日首次进行火箭的海上运输,宣布了中国不再只能发射瘦火箭,也能发射胖火箭,在火箭的载重量上上了一整个台阶,对于整个中国航天事业来说都是重磅消息。
同时,海上运输过程中火箭受到的振动更小,根据研究表明,海运的过载环境数据不仅优于设计值,而且仅为铁路运输过载环境数据的1/3、公路运输的1/2,对于娇贵的火箭来说实在是一件好事情。
△火箭运输船远望21号和远望22号△
为了造大火箭,产地和发射场的选择也有讲究
除了运输方式改变之外,火箭产地和发射场的变化也是必然的。为了让海上运输成为可能,我们在新的火箭制造基地和火箭发射场的选址上也有很多讲究。
比如说长征五号的生产地:新一代运载火箭产业化基地就选址在天津,这里靠近北京,有良好的科研资源,同时还靠海,使得生产出来的火箭可以方便地被运送到港口。
△天津的运载火箭产业化基地△
而崭新的海南文昌航天发射场不仅纬度更低、可以利用地球自转给火箭加速,而且掉落的火箭下面级也会直接掉在海中,不会像原来一样威胁到火箭下方的居民区,最重要的是,这里同样靠海,天津出发的火箭没有几天就可以到达这里,几乎不需要转运。
△文昌发射场(图片来自于新华社)△
总结一下
火箭采用海上运输,连同新的运载火箭生产基地和航天发射场的启用,都是为了我国新一代大推力运载火箭而准备的,不仅仅是现在的长征五号,未来用于登月和探测火星的长征九号也会在天津生产、通过海运运输到文昌发射场。所以,不要小看小小的海上运输,这是我国航天事业迈上新的台阶的重要标志。
最后,预祝长征五号遥三火箭发射成功!